il niubbo ritorna, domanda sui regolatori PWM.

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Roby
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il niubbo ritorna, domanda sui regolatori PWM.

Messaggio da Roby » 12 ott 2012, 12:06

vediamo se ho capito come funziona un regolatore PWM.

PWM dovrebbe stare per "Pulse-width modulation" o in italiano "modulazione della larghezza di impulso".

In pratica in ingresso il regolatore ha una tensione continua (proveniente tipicamente da pannelli fotovoltaici) e per fornire in uscita una certa tensione "regolata", emette degli impulsi che sono modulati nella loro ampiezza (il tempo) in modo da ottenere una "tensione media" che sia il più vicina possibile alla tensione che si vuole in uscita.

E come dire che un PWM è un grosso interruttore, che si accende e si spegne ciclicamente e con tempi di accensione spegnimento tali da avere una tensione che sia una frazione della tensione in ingresso, in ragione della modulazione (i tempo più o meno lungo in cui l'impulso viene emesso).

Se la tensione in ingresso ad esempio è di 100V se la modulazione avesse impulsi con cicli acceso spento uguali (50% acceso 50% spento) per ogni ciclo, avrei una tensione media che dovrebbe essere la metà della tensione in ingresso. 50V. Giusto?
Regolando i tempi "acceso", "spento" è possibile aumentare o diminuire la tensione in uscita dal regolatore.

Ad esempio con tempi ciclici del tipo "75% acceso 25% spento" dovrei avere una tensione che è quindi comparabile al 75% della tensione in ingresso... se fosse il contrario "25% acceso 75% spento" avrei una tensione regolata del 25% di quella in ingresso.

E' giusto il ragionamento?

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Ferrobattuto
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Re: il niubbo ritorna, domanda sui regolatori PWM.

Messaggio da Ferrobattuto » 12 ott 2012, 14:19

E' giusto. E' il tipo più semplice di alimentatore switching. A valle del "commutatore" elettronico di on-off di solito c'è un filtro che elimina i picci di commutazione e gli "scalini" sulla corrente continua. Purtroppo difficilmente riesce ad eliminarli completamente, a meno di usare accorgimenti molto particolari, ma per l'uso generico che se ne fa, e anche per le batterie, va benissimo.
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Re: il niubbo ritorna, domanda sui regolatori PWM.

Messaggio da Hal9000 » 12 ott 2012, 14:36

Il principio è proprio quello, poi nella pratica la spiegazione si può raffinae un pochino, nel senso che i regolatori di carica PWM sono degli alimentatori switching drasticamente semplificati per abbattere i costi, quindi partono dal presupposto che in uscita c'è una batteria che si comporta come un gigantesco condensatore, quindi la tensione in uscita non è solo in funzione del duty-cycle ma anche dello stato di carica della batteria.

La batteria è un componente che riassume in sè molti comportamenti assieme, per semlificare vedila come un diodo zener che assorbe quanta più energia riesce se cerci di superare la sua tensione con una sorgente esterna (pannelli) e ci riesce bene fin tanto che è scarica, man mano che si ricarica il suo potere di assorbimento "zener" viene meno e la tensione a parità di duty-cycle sale più velocemente.

Al contempo è anche un condensatore e quindi quando mandi un impulso, ovvero quando per un breve tempo l'interruttore elettronico è acceso, la tensione sale ma di poco poichè assorbita come se fosse un grosso condensatore.

Quindi nella pratica l'esempio che hai fatto tu si comporta in modo diverso, ma rende l'idea.

Nella realtà sapendo la tensione a vuoto in ingresso un pwm al 50% non dà in uscita metà della tensione in ingresso, ma piuttosto ti dà metà corrente di quanta i pannelli potrebbero erogare se connessi direttamente fissi.
Il ragionamento è da fare sulla corrente più che sulla tensione, accendendo l'interruttore per metà del tempo fai scorrere metà della corrente massima possibile, quindi la tensione in uscità, che non parte da 0 ma dalla tensione di riposo della batteria, si alzerà di un pochino in funzione dello statodi carica della batteria, il regolatore non fà altro che dare il pwm 100% fin tanto che la tensione in uscita lievemente e lentamente raggiunge una soglia sulla quale il regolatore inizia a calare il pwm gradualmente, quindi quando il pwm inizia a cambiare da 100% giù giù fino ad un valore minimo la tensione in uscita in realtà resta stabile, che varia è la corrente ;)

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Re: il niubbo ritorna, domanda sui regolatori PWM.

Messaggio da maxlinux2000 » 12 ott 2012, 16:02

cosa succederebbe se tra un regolatore pwm che ricarica batterie a 12V e i pannelli solari che mandano giù dai 15 ai 60V, interponiamo un alimentatore switching dc-dc, che converta qualsiasi tensione da 15V a 60V, in 14.5V dc stabili?

una cosa del genere:

Pannelli -36V---> DC-DC=out:14.5Vdc-->regolatore pwm-->batterie

Ci sarebbe un miglioramento in termini di energia recuperata?

E ammesso che sia utile, ne varrebbe la pena costruire un dc-dc con queste caratteristiche, o sarebbe in ogni caso meglio comprare un outback?
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Hal9000
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Re: il niubbo ritorna, domanda sui regolatori PWM.

Messaggio da Hal9000 » 12 ott 2012, 16:43

un semplice convertitore DC-DC è un tipo di circuito con una sola retroazione con lo scopo di stabilizzare la tensione in uscita, questa tipologia di circuito presuppone che in ingresso c'è sempre una quantità di energia uguale o superiore a quella richiesta dal carico in uscita, queste condizioni si trovano per esempio quando c'è l'alimentazione da rete enel in ongresso al dc-dc, per questo chi progetta un dc-dc non si pone il problema che ora andrò a sottolineare.

Nel caso di pannelli solari che ricaricano batterie abbiamo una sorgente di energia (i pannelli) che per la maggior parte del tempo (configurazione tipica) sono in grado di fornire una potenza inferiore a quella assorbita dal carico (batterie).

Di conseguenza un classico schema dc-dc nel tentativo di raggiungere 14,5V andrebbe ad aumentare il suo pwm interno fino al massimo facendo passare tutta la corrente disponibile dai pannelli ma a quel punto diventerebbe un filo e non svolgerebbe più la funzione che intendi tu.

In pratica la regolazione del pwm deve essere retroazionata da due misure, la prima uguale a quella di un dc-dc ovvero "hei molla l'accelleratore che in uscita stiamo superando il limite di velocità" (la tensione impostata per l'uscita.
Poi in contemporanea se stiamo andando troppo piano (serve birra per l'uscita) ma in ingresso non c'è abbastanza benzina allora un altra vocina gli odrina "hei molla l'accelleratore che stiamo consumando troppo e se continuiamo così sprechiamo solo carburanteprezioso"

In pratica un regolatore MPPT è un continuo litigare tra queste due vocine (retroazioni / feedback) ma in un comune DC/DC ne è prevista solo 1 e non c'è modo di farlo funzionare come adattatore di inpendenza poichè l'ingresso non è costante ma in continua variazione.

Modificare un DC/DC per operare con due feedback il più delle volte presuppone takmente tante modifiche da fare prima a realizzare da 0 il circuito.

Riassumendo:
- gestire un range di tensioni da 8 a 150V mantenendo alta la resa
- gestire correnti nell'ordine di 50-80A a tutte le suddette tensioni
- inseguire il punto di massima resa a lato pannelli in coitnuo cambiamento
- efettuare una ricarica che salvaguardi le batterie seguendo diversi stadi di soglie di tensione
- essere sicuri di non buttare in batteria chilowatt di pannelli in caso di malfunzionamento mandando in fumo un mutuo fatto di batterie

sono tutti fattori che con ilbuon senso fanno scegliere marche e prodotti come per esempio outback o morningstar o similari, tutto qui

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Re: il niubbo ritorna, domanda sui regolatori PWM.

Messaggio da unimatrixzero » 26 set 2017, 21:11

mi inserisco in questo discorso perchè in giro sul web avevo visto un tipo che si era realizzato un caricabatterie abbinando un alimentatore switching (di quelli cinesi insomma da 30 A ) ad un regolatore PWM fotovoltaico da altrettanti 30 A per poter caricare e tenere in diciamo carica di mantenimento il pacco batterie del camper durante il periodo invernale, ok, veniamo al dunque, a parte il fatto che quel tipo di alimentatore switching nn ha regolazione in corrente e in caso di batteria scarica e dando diciamo il massimo si fonderebbe subito , (oltretutto son talmente dei rumentoni che gia solo assorbendo in continuità metà carico andrebbero a fuoco) ho comunque preso spunto per un'idea, se invece dello switching ci fosse un trafo classico con il suo bel ponte diodi e un po di condensatori di livellamento oppure un caricabatterie di quelli grandi da meccanico (previo inserimento di un po di condensatori per nn infilare all'ingresso del regolatore una pulsante ma da renderla più lineare possibile potrebbe essere interessante come progetto, diventerebbe un caricabatterie intelligente di tutto rispetto , una prova l'ho fatta personalmente l'altro giorno e devo dire che a fuoco nn è andato nulla, ho solo notato che a seconda delle tensioni a cui era la batteria, sull'amperometro del caricabatterie compariva un pulsare continuo dovuto probabilmente al "lavorare" del PWM del regolatore e che probabilmente con piu condensatori questo si annullerebbe, mi è anche servito a capire il perchè avessi avuto problemi con il caricabatterie del PIP in modalità bypass con caricamento da gruppo elettrogeno, probabilmente i condensatori interni al PIP son troppo piccoli per cui il pulsare del PWM in fase di ricarica generava picchi di assorbimento sull'alternatore del gruppo elettrogeno, il quale a sua volta neanche sentendoli subiva/creava un pulsare continuo sull'uscita che a sua volta passava (essendo il tutto in bypass) nell'alimentazione dell'abitazione mandando in fumo le apparecchiature collegate .. scusate se scrivo un po da analfabeta ma credo che piu o meno si capisca cosa voglio dire , voi cosa ne pensate ?
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Re: il niubbo ritorna, domanda sui regolatori PWM.

Messaggio da eneo » 1 feb 2018, 19:32

Vorrei aggiungere delle considerazioni con i regolatori pwm, per non danneggiare le piastre precocemente e i separatori delle batterie, di non esagerare dal lato dei panneli come carica in ampere. Di rimanere sempre in rapporto C10 o al massimo, come ho fatto io e dolomitico, di aggiungere un secondo regolatore che si attivi in caso di bassa tensione, come tempo nuvoloso, mattino o al tramonto, o in presenza di forti carichi.
Impianto fotovoltaico monocristallino 2.195kwp n°5 canadian solar 180wp, n°1 trina solar 185wp, n°6 solarworld 185wp, batteria 24v 157 SMA tubolare, regolatore di carica tristar ts45 pwm e epsolar landstar pwm 30A, inverter steca PI1100, Plc di gestione impianto, eolico 300w 24v.
Impianto camper pannello kyocera 140wp, regoltore steca prs1010 e batteria 80Ah SMa

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Re: il niubbo ritorna, domanda sui regolatori PWM.

Messaggio da Cavallino1 » 10 feb 2018, 13:01

Io tempo fa ne ho costruito uno da 800 watt mppt e fino adesso lavora che e una meraviglia.Difatti il metodo che ho fatto e di convertire la tensione proveniente da pannelli in DC/DC tra i moduli fotovoltaici e batteria facendoli lavorare alla sua massima tensione (Cioè a 32 volt)
Il bello e che quando e nuvoloso riesco a tirare fuori una bella potenza che in assenza di esso questo non succedeva,e in più ho dei picchi che superano anche 48 volt come pwm dove tale potenza si va a scaricare nel pacco batterie evitando la solforazione delle stesse
Ciao a tutti

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